【手続補正書】
【提出日】平成18年10月11日(2006.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された薄膜とを備え、
該薄膜が、前記基板の屈折率よりも低い屈折率を有する光学媒質に接触される最外層部と、
屈折率が前記光学媒質の屈折率よりも高い低屈折率層と屈折率が前記低屈折率層の屈折率よりも相対的に高い高屈折率層とが前記基板側に向かって交互に積層されて構成される屈折率変動部とを備え、
前記最外層部が、前記光学媒質に接触されるとともに前記光学媒質の屈折率よりも高い屈折率とされる最外低屈折率層と、
前記最外低屈折率層に積層され前記最外低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有する第１の最外高屈折率層と、
該第１の最外高屈折率層に積層され前記第１の最外高屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有する第２の最外高屈折率層とを備え、
前記屈折率変動部が、前記最外層部に前記低屈折率層が積層され、前記高屈折率層の屈折率が前記第２の最外高屈折率層よりも高い屈折率から前記基板側に向かって漸次高く変化する第１の積層部と、
該第１の積層部の基板側に積層され、前記高屈折率層の屈折率が前記基板側に向かって漸次低く変化する第２の積層部と、
前記第１の積層部と前記第２の積層部との間に積層され、前記高屈折率層の屈折率が前記第１の積層部を構成する高屈折率層のうち最も高い屈折率と同一である第３の積層部とを備えていることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記屈折率変動部が、前記基板側に向かって複数隣接して積層され、
複数の前記屈折率変動部の何れか二つを第１の屈折率変動部及び第２の屈折率変動部とするとき、
前記第１の屈折率変動部における前記高屈折率層の光学膜厚、前記第１の屈折率変動部における前記低屈折率層の光学膜厚、前記第２の屈折率変動部における前記高屈折率層の光学膜厚、及び前記第２の屈折率変動部における前記低屈折率層の光学膜厚のうち、少なくとも一つが他と異なる膜厚とされていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記第１の積層部及び前記第３の積層部における低屈折率層の屈折率が前記最外低屈折率層の屈折率と略同一とされ、
前記第２の積層部における低屈折率層の屈折率が、前記基板側に向かって前記基板の屈折率まで漸次高く変化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載の光学フィルタを備えていることを特徴とする光学機器。
【請求項５】
基板と、該基板上に形成された薄膜とを備え、
該薄膜が、
光学媒質に接触される最外層部と、
低屈折率層及び高屈折率層が前記基板側に向かって交互に積層されて構成される屈折率変動部と、を備え、
前記最外層部が、
前記光学媒質に接触される最外低屈折率層と、
該最外低屈折率層に積層される第１の最外高屈折率層と、
該第１の最外高屈折率層に積層される第２の最外高屈折率層と、を備え、
前記屈折率変動部が、
前記最外層部に前記低屈折率層が積層される第１の積層部と、
前記基板に積層される第２の積層部と、
前記第１の積層部と前記第２の積層部との間に積層される第３の積層部と、
を備え、
前記基板と、前記低屈折率層と、前記最外低屈折率層と、は何れも前記光学媒質の屈折率よりも高い屈折率を有し、
前記高屈折率層は、前記低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有し、
前記第１の最外高屈折率層は、前記最外低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有し、
前記第２の最外高屈折率層は、前記第１の最外高屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有し、
前記第１の積層部を構成する前記高屈折率層の屈折率が、前記第２の最外高屈折率層よりも高い屈折率から前記基板側に向かって漸次高く変化し、
前記第２の積層部を構成する前記高屈折率層の屈折率が、前記基板側に向かって漸次低く変化し、
前記第３の積層部を構成する前記高屈折率層の屈折率が、前記第１の積層部を構成する高屈折率層のうち、最も高い屈折率と同一であることを特徴とする光学フィルタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この光学フィルタは、膜の屈折率を膜厚方向に周期的かつ連続的に変化させ、その屈折率分布をWavelet（波束）と呼ばれる形状にすると、透過帯域における透過率の周期的な変動（リップル）を原理的になくすことができるとともに、上述の層数を増やすほど透過帯域と阻止帯域の境界の立ち上がりを急峻にすることができる（例えば、非特許文献１参照。）。この原理を適用したものを図１４（ａ）に示す。
ただし、実際の成膜時に膜の屈折率を連続的に変化させるのは非常に困難である。そこで、連続的な屈折率分布を階段状に分割して近似して変化させたものが各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この原理を適用したものを図１５（ａ）に示す。
【特許文献１】特許第３２９０６２９号公報  （第１図）
【非特許文献１】W.H.Southwell, Using Apodization Function to Reduce Sidelobes in Rugate Filters, Appl. Opt., 1989, Vol.28
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る光学フィルタは、基板と、該基板上に形成された薄膜とを備え、該薄膜が、前記基板の屈折率よりも低い屈折率を有する光学媒質に接触される最外層部と、屈折率が前記光学媒質の屈折率よりも高い低屈折率層と屈折率が前記低屈折率層の屈折率よりも相対的に高い高屈折率層とが前記基板側に向かって交互に積層されて構成される屈折率変動部とを備え、前記最外層部が、前記光学媒質に接触されるとともに前記光学媒質の屈折率よりも高い屈折率とされる最外低屈折率層と、前記最外低屈折率層に積層され前記最外低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有する第１の最外高屈折率層と、該第１の最外高屈折率層に積層され前記第１の最外高屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有する第２の最外高屈折率層とを備え、前記屈折率変動部が、前記最外層部に前記低屈折率層が積層され、前記高屈折率層の屈折率が前記第２の最外高屈折率層よりも高い屈折率から前記基板側に向かって漸次高く変化する第１の積層部と、該第１の積層部の基板側に積層され、前記高屈折率層の屈折率が前記基板側に向かって漸次低く変化する第２の積層部と、前記第１の積層部と前記第２の積層部との間に積層され、前記高屈折率層の屈折率が前記第１の積層部を構成する高屈折率層のうち最も高い屈折率と同一である第３の積層部とを備えていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の光学フィルタは、上記光学フィルタであって、前記屈折率変動部が、前記基板側に向かって複数隣接して積層され、複数の前記屈折率変動部の何れか二つを第１の屈折率変動部及び第２の屈折率変動部とするとき、前記第１の屈折率変動部における前記高屈折率層の光学膜厚、前記第１の屈折率変動部における前記低屈折率層の光学膜厚、前記第２の屈折率変動部における前記高屈折率層の光学膜厚、及び前記第２の屈折率変動部における前記低屈折率層の光学膜厚のうち、少なくとも一つが他と異なる膜厚とされていることが好ましい。
この光学フィルタは、上記の構成を備えているので、膜厚を変化させることによって、阻止帯域の中心波長の位置を任意の位置に移動させることができるとともに、阻止帯域の幅を任意の大きさに設定することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明の光学フィルタは、上記光学フィルタであって、前記第１の積層部及び前記第３の積層部における低屈折率層の屈折率が前記最外低屈折率層の屈折率と略同一とされ、前記第２の積層部における低屈折率層の屈折率が、前記基板側に向かって前記基板の屈折率まで漸次高く変化されていることが好ましい。
この光学フィルタは、上記の構成を備えているので、基板と薄膜との境界における損失を抑制し、透過帯域における光の透過量をより良好にすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る光学機器は、上記本発明に係る光学フィルタのうち何れか一つに記載の光学フィルタを備えていることを特徴とする。
この光学機器は、本発明に係る光学フィルタを備えているので、透過させる波長と透過を阻止する波長とが近い場合でも、透過帯域と阻止帯域との間に急峻な境界を有するとともに、透過帯域の波長の光量を削減することなく効率良く透過させて、分光特性に優れるフィルタ性能を有することができる。また、１つの光学フィルタで阻止帯域の幅を任意に設定することができ、簡単な構成の光学系を備えることができる。
また、本発明に係る光学フィルタは、基板と、該基板上に形成された薄膜とを備え、該薄膜が、光学媒質に接触される最外層部と、低屈折率層及び高屈折率層が前記基板側に向かって交互に積層されて構成される屈折率変動部と、を備え、前記最外層部が、前記光学媒質に接触される最外低屈折率層と、該最外低屈折率層に積層される第１の最外高屈折率層と、該第１の最外高屈折率層に積層される第２の最外高屈折率層と、を備え、前記屈折率変動部が、前記最外層部に前記低屈折率層が積層される第１の積層部と、前記基板に積層される第２の積層部と、前記第１の積層部と前記第２の積層部との間に積層される第３の積層部と、を備え、前記基板と、前記低屈折率層と、前記最外低屈折率層と、は何れも前記光学媒質の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記高屈折率層は、前記低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記第１の最外高屈折率層は、前記最外低屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記第２の最外高屈折率層は、前記第１の最外高屈折率層の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記第１の積層部を構成する前記高屈折率層の屈折率が、前記第２の最外高屈折率層よりも高い屈折率から前記基板側に向かって漸次高く変化し、前記第２の積層部を構成する前記高屈折率層の屈折率が、前記基板側に向かって漸次低く変化し、前記第３の積層部を構成する前記高屈折率層の屈折率が、前記第１の積層部を構成する高屈折率層のうち、最も高い屈折率と同一であることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第１の積層部１８Ａ及び第３の積層部１８Ｃにおける低屈折率層１６の屈折率が最外低屈折率層１５Ａの屈折率と略同一とされ、第２の積層部１８Ｂにおける低屈折率層１６の屈折率が、基板１１側に向かって基板１１の屈折率まで漸次高く変化されている。
ここで、低屈折率層１６は主にフッ化マグネシウムで構成され、高屈折率層１７は主に酸化タンタルで構成されている。
本実施形態では、基板１１の屈折率を１．５２、最外層部１５における最外低屈折率層１５Ａの屈折率を１．４、第１の最外高屈折率層１５Ｂの屈折率を１．５及び第２の最外高屈折率層１５Ｃの屈折率を１．６とし、第１の積層部１８Ａにおける高屈折率層１７を１．７から２．２まで変化させ、第２の積層部１８Ｂにおける高屈折率層１７の屈折率を１．５２を越えて２．２まで変化させ、第１の積層部１８Ａ及び第３の積層部１８Ｃにおける低屈折率層１６の屈折率を１．４とし、第２の積層部１８Ｂにおける低屈折率層１６の屈折率を１．４から１．５２未満の間で変化させている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
すなわち、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、最外層部４３における最外低屈折率層４３Ａの屈折率が１．４６とされ、第１の最外高屈折率層４３Ｂの屈折率が１．５６、及び第２の最外高屈折率層４３Ｃの屈折率が１．６６とされ、第１の積層部４５Ａにおける高屈折率層４６が１．７６から２．２９まで変化され、第２の積層部４５Ｂにおける高屈折率層４６の屈折率が１．５２を越えて２．２９まで変化され、第１の積層部４５Ａ及び第３の積層部４５Ｃにおける低屈折率層４７の屈折率が１．４６とされ、第２の積層部４５Ｂにおける低屈折率層４７の屈折率が１．４６から１．５２未満の間で変化されている。
薄膜４２は、基板１１側から最外層部４３の最外低屈折率層４３Ａまでの積層総数が４４層、設計波長が６００ｎｍとされ、各層の光学膜厚が設計波長の０．２５倍とされている。
ここで、低屈折率層４７は主に酸化シリコンで構成され、高屈折率層４６は主に酸化チタンで構成されている。